Svante Arrhenius

Lucrări timpurii

Primele sale lucrări au fost legate de conductivitatea electroliților. În 1884, pe baza acestei lucrări, a prezentat un eseu de 150 de pagini despre conductivitatea electrolitică la Universitatea din Uppsala pentru doctorat. Acesta nu i-a impresionat pe profesori, iar el a primit o diplomă de clasă inferioară. Mai târziu, extinderi ale acestei lucrări îi vor aduce Premiul Nobel pentru chimie.

Cea mai importantă idee din teză a fost explicația sa că nici sărurile pure, nici apa pură nu sunt conductoare, dar soluțiile de săruri în apă sunt conductoare.

Explicația lui Arrhenius a fost că, la formarea unei soluții, sarea se descompune în particule încărcate (cărora Michael Faraday le-a dat numele de ioni cu mulți ani înainte). Faraday credea că ionii se produc în procesul de electroliză; ideea lui Arrhenius era că, chiar și în absența unui curent electric, soluțiile de săruri conțin ioni. El a propus ca reacțiile chimice în soluție să fie reacții între ioni.

Într-o extensie a teoriei sale științifice ionice, Arrhenius a propus în 1884 definiții pentru acizi și baze. El credea că acizii sunt substanțe care produc ioni de hidrogen într-o soluție și că bazele sunt substanțe care produc ioni de hidroxid într-o soluție.

Premiul Nobel

În jurul anului 1900, Arrhenius s-a implicat în crearea institutelor Nobel și a premiilor Nobel. Pentru tot restul vieții sale, va fi membru al Comitetului Nobel pentru Fizică și membru al Comitetului Nobel pentru Chimie.

S-a folosit de pozițiile sale pentru a aranja premii pentru prietenii săi (Jacobus van't Hoff, Wilhelm Ostwald, Theodore Richards) și pentru a încerca să le refuze dușmanilor săi (Paul Ehrlich, Walther Nernst). În 1903 a devenit primul persn suedez căruia i s-a acordat Premiul Nobel pentru chimie.

Lucrări ulterioare

După ce și-a făcut un nume, s-a orientat către alte întrebări științifice.

Fiziologie

În 1904 a ținut (la Universitatea din California) mai multe prelegeri, pentru a încerca să demonstreze aplicarea metodelor chimiei fizice la studiul teoriei toxinelor și antitoxinelor, care au fost publicate în 1907 sub titlul Imunochimie.

Științe ale Pământului și planetare

De asemenea, și-a îndreptat atenția spre geologie (originea erelor glaciare), astronomie, cosmologie fizică și astrofizică, explicând nașterea sistemului solar prin coliziune interstelară. A considerat că presiunea radiațiilor explică cometele, coroana solară, aurora boreală și lumina zodiacală.

El credea că viața ar fi putut fi transportată de pe o planetă pe alta prin transportul de spori. Această idee este acum cunoscută sub numele de panspermie.

Efectul de seră

Arrhenius s-a gândit la o teorie care să explice epocile glaciare și, în 1896, a fost primul om de știință care a considerat că modificările nivelului de dioxid de carbon din atmosferă ar putea determina o schimbare importantă a temperaturii la suprafață prin efectul de seră. El a fost influențat de lucrările altora, inclusiv de cele ale lui Joseph Fourier. Arrhenius a folosit observațiile în infraroșu ale lunii pentru a calcula absorbția radiației infraroșii de către CO₂ și vaporii de apă din atmosferă. În forma sa originală, legea efectului de seră a lui Arrhenius este următoarea:

"Dacă cantitatea de acid carbonic crește în progresie geometrică, creșterea temperaturii va crește aproape în progresie aritmetică".

Această expresie simplificată este folosită și astăzi:

ΔF = α ln(C/ C 0 {\displaystyle C_{0}} )

Cartea sa Worlds in the making (1908) se adresa unui public larg. El a sugerat că emisiile umane de CO₂ ar fi suficient de puternice pentru a împiedica intrarea lumii într-o nouă eră glaciară și că ar fi nevoie de un Pământ mai cald pentru a hrăni populația în creștere rapidă:

"Într-o anumită măsură, temperatura suprafeței Pământului... este [legată de] atmosfera care o înconjoară și, în special, de permeabilitatea acesteia din urmă la razele de căldură". (p46)

"[Această] teorie a fost numită teoria caselor fierbinți, pentru că ei credeau că atmosfera a acționat în același mod ca și geamurile de sticlă ale caselor fierbinți." (p51)

"Dacă cantitatea de acid carbonic din aer ar scădea la jumătate din procentul actual, temperatura ar scădea cu aproximativ 4°; o scădere la un sfert ar reduce temperatura cu 8°. Pe de altă parte, orice dublare a procentului de dioxid de carbon din aer ar crește temperatura suprafeței pământului cu 4°; iar dacă dioxidul de carbon ar crește de patru ori, temperatura ar crește cu 8°". (p53)

"Deși marea, prin absorbția acidului carbonic, acționează ca un regulator de o capacitate uriașă, care absoarbe aproximativ cinci șesimi din acidul carbonic produs, recunoaștem totuși că procentul mic de acid carbonic din atmosferă poate fi schimbat, prin progresele industriei, într-un grad notabil în decurs de câteva secole". (p54)

"Prin influența acidului carbonic în creștere în atmosferă, putem spera să ne bucurăm de epoci cu un climat mai echitabil și mai bun, mai ales în ceea ce privește regiunile mai reci ale pământului, epoci în care pământul va produce recolte mult mai abundente decât în prezent, în beneficiul omenirii care se înmulțește rapid". (p63)

El a fost prima persoană care a prezis că emisiile de dioxid de carbon provenite din arderea combustibililor fosili și din alte procese de combustie vor cauza încălzirea globală. Arrhenius credea în mod clar că o lume mai caldă ar fi o schimbare pozitivă. Cu toate acestea, până în jurul anului 1960, cei mai mulți oameni de știință au respins efectul de seră, deoarece credeau că este foarte puțin probabil ca acesta să se producă. Milutin Milankovitch prezentase un mecanism pentru ere glaciare: acesta folosea schimbările ciclice ale orbitei Pământului (ciclurile Milankovitch). În prezent, explicația acceptată este că forțarea orbitală stabilește momentul apariției erelor glaciare, CO₂ acționând ca un feedback amplificator.

Afaceri umane

S-a gândit la ideea unei limbi universale (o limbă care să fie vorbită de toată lumea), propunând o modificare a limbii engleze.

Arrhenius a fost unul dintre cei mai importanți oameni de știință suedezi care au contribuit la crearea Institutului de Stat pentru Biologie Rasială în 1922. Aceasta a fost o idee influențată de eugenie. Inițial, a fost propus ca Institut Nobel. Arrhenius a fost membru al consiliului de administrație al institutului, așa cum fusese și în Societatea Suedeză de Igienă Rasială (Eugenism), înființată în 1909.